我國(guó)的稀土工業(yè)
2007年02月09日 0:0 12108次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)有色網(wǎng) 分類(lèi)： 新技術(shù)
我國(guó)的稀土工業(yè) 我國(guó)的稀土工業(yè)是五十年代后期才建立起來(lái)，發(fā)展迅速，已擁有世界上人數(shù)最多的科技隊(duì)伍，建立了較先進(jìn)的分析檢測(cè)手段，形成了科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用較完整的工業(yè)體系。目前，我國(guó)已經(jīng)建成幾十座稀土工廠，其中有亞洲最大的稀土工廠——甘肅稀土公司；有分離手段齊全、技術(shù)水平較高的上海躍龍有色金屬有限公司；有巨大的稀土精礦生產(chǎn)基地——包頭鋼鐵稀土公司。1986年以后我國(guó)的稀土生產(chǎn)躍居世界第一位。稀土產(chǎn)品，從精礦、富集物等各類(lèi)初級(jí)產(chǎn)品至各種單一高純稀土化合物、金屬、合金及各種延伸產(chǎn)品共400多種，上千個(gè)規(guī)格。除滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求外，還大量銷(xiāo)往日本、美國(guó)和歐洲，每年為國(guó)創(chuàng)匯頗豐，是我國(guó)有色金屬主要出口產(chǎn)品之一。 稀土 稀土是元素周期表中鑭系元素和與其性質(zhì)相近的鈧和釔等17種元素的總稱(chēng)，常用英文字母RE表示。 17種稀土元素是：鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鈧(Sc)、釔(Y)。通常把鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、肴稱(chēng)為輕稀土或鈰組稀土；把釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔稱(chēng)為重稀土或釔組稀土。钷元素十分稀少。過(guò)去認(rèn)為在自然界中不存在，到1947年，最初由美國(guó)人從軸裂變產(chǎn)物產(chǎn)獲得放射性元素钷Pm147。1965年，芬蘭某磷酸廠處理磷灰石時(shí)才發(fā)現(xiàn)痕量的钷。 稀土金屬名稱(chēng)的由來(lái) 稀土金屬是從十八世紀(jì)末開(kāi)始陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)人們常把不溶于水的固體氧化物稱(chēng)為土（例如把氧化鋁稱(chēng)為陶土）。稀土意即“稀少的土”，一般是以氧化物狀態(tài)從礦物中分離出來(lái)，又很稀少，因而得名。隨著科技水平的不斷發(fā)展，對(duì)稀土元素認(rèn)識(shí)的不斷深化，發(fā)現(xiàn)原以為稀少難得的稀土金屬，實(shí)際上并不稀少，如鈰、釔等稀土金屬，在地殼中的含量就高于常見(jiàn)的金屬鋅、銅、鉛、錫等。因此可以說(shuō)，稀土是歷史遺留的名稱(chēng)，今天只是沿用其名而已。 稀土金屬的主要性質(zhì)由于稀土金屬的物化性質(zhì)極相似，故不易獲得單一稀土。稀土金屬化學(xué)活性很強(qiáng)，在較低溫度下也能和氫、碳、氮、磷等作用，都溶于鹽酸、硫酸和硝酸。但在氫氟酸和磷酸中是穩(wěn)定的。室溫下，稀土金屬在干或濕空氣中的穩(wěn)定性，決定于所形成的氧化物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。稀土金屬（鈰除外）的熔點(diǎn)均在800-1700℃之間，而其氧化物熔點(diǎn)大都在2000℃以上。稀土金屬及其化合物多具有順磁性。純稀土金屬的導(dǎo)電性好，但隨著金屬純度的下降，又會(huì)變?yōu)椴涣紝?dǎo)體；而在超低溫下（-263℃）卻具有超導(dǎo)性。純稀土金屬的塑性好，易于加工；而機(jī)械性能的好壞，主要取決于雜質(zhì)（特別是氧、氮、硫和碳）含量的高低。 稀土在冶金中的應(yīng)用稀土金屬?gòu)V泛的用于冶金工業(yè)。鋼中加入稀土，可起到脫氧、脫硫、細(xì)化晶粒作用，提高了機(jī)械性能和抗氧化性能，是精密合金重要添加劑；稀土高強(qiáng)低合金鋼已廣泛應(yīng)用；稀土硅鎂合金是優(yōu)良球化劑，使鑄鐵韌性和強(qiáng)度顯著提高，已獲得大量應(yīng)用；稀土鎳鉻合金使用溫度提高到1400℃，是重要的電熱合金；稀土火石合金50多年來(lái)一直成功的延用。稀土鋁、鎂合金已有十幾個(gè)品種，提高了合金強(qiáng)度和抗氧化溫度。釹、釔鎂合金使飛機(jī)蒙皮抗氧化使用溫度提高到250℃以上。稀土鋁電纜合金提高了強(qiáng)度，改善了導(dǎo)電性能，用于高壓輸電。另外，稀土銅、鈦、鎳合金也有重要應(yīng)用。 稀土催化劑在石油化學(xué)工業(yè)，稀土主要用于制造各種催化劑。其中，石油裂化催化劑是稀土的主要用途，它不但能改善催化劑的性質(zhì)，而且能使催化劑再生復(fù)用。我國(guó)首創(chuàng)的合成橡膠稀土催化劑，能夠長(zhǎng)期使用不必脫灰，既簡(jiǎn)化了后處理工序，且減少了催化劑用量。尾氣凈化稀土催化劑，具有活性大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可用于汽車(chē)尾氣和工業(yè)廢氣的凈化，如混合稀土氧化物用作內(nèi)燃機(jī)的尾氣凈化劑，可將尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔锏绒D(zhuǎn)化生成無(wú)害的二氧化碳和水蒸氣，還可將有害的氮氧化物還原為無(wú)害的氮和氧，對(duì)控制環(huán)境污染，具有重要意義。 玻璃和陶瓷工業(yè)中稀土的妙用玻璃和陶瓷工業(yè)是稀土用量日益增多的部門(mén)，稀土主要用于拋光、脫色、著色，以及制造特種光學(xué)玻璃和陶瓷。氧化鈰等拋光材料與其它拋光材料相比，有磨得快、質(zhì)量好、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。某些稀土氧化物具有強(qiáng)的氧化能力，是優(yōu)良的玻璃脫色劑；與此相反，因其良好的光學(xué)特性，又可使玻璃著色。添加劑稀土可使玻璃具有特殊性能，如含鈰的防輻射玻璃、顯像管玻璃，含鈰、釹的激光玻璃等。一些稀土氧化物是陶瓷的著色顏料，具有色彩鮮艷、穩(wěn)定、色勻和耐高溫等特點(diǎn)，可配制成各種色釉和亮度都好的高溫陶瓷顏料（如鐠黃）。稀土氧化物還可制作能反射紅外線(xiàn)的透明陶瓷（含氧化釔）或不透明的陶瓷釉（含氧化鈰），以及耐火制品、現(xiàn)代精密陶瓷、壓電陶瓷、消音瓷釉、汽車(chē)尾氣控制系統(tǒng)的傳感器和固體測(cè)氧電池等。 稀土在原子能工業(yè)中各顯絕技稀土元素具有不同的核性質(zhì)。它們的熱中子俘獲截面相差懸殊，因此在原子反應(yīng)堆中有著不同的用途。如釔的中子俘獲截面?。▋H1.27靶），能穿過(guò)中子，可用作反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料；釔還可作盛裝液態(tài)金屬燃料的容器。而中子俘獲截面大的釓、釤、銪、鏑和鉺（46000-166靶）具有吸收熱中子的能力，能夠控制分裂速度，可用作原子反應(yīng)堆及核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的控制棒材料和中子測(cè)示儀器。金屬鈰合金、氧化鈾——氧化鈰陶瓷材料等可作核燃料元件。釓和銪可用作反應(yīng)堆的屏蔽材料。氫化釔是較好的高溫堆減速材料等等。應(yīng)用很廣東省，且各有絕招。 稀土在高新技術(shù)上的應(yīng)用 50年前人們用稀土金屬制造了薄膜電阻，體積縮小3-5倍，以后大量應(yīng)用在電器中。今天激光測(cè)距儀在航天航空、導(dǎo)彈、現(xiàn)代兵器以及機(jī)加工的應(yīng)用上越來(lái)越多，這種激光測(cè)距儀所用的激光晶體是釹激活的釔鋁柘榴石和鋁酸釔柘榴石單晶。摻鉺光纖放大器代替中繼站減少了光導(dǎo)信號(hào)傳輸損失，在日美太平洋海底光纜中成功應(yīng)用。稀土電光源材料是新光源的核心材料，鏑——鈥燈體積小、光效高，光色接近太陽(yáng)光，代替是笨重的碳孤燈。稀土光源在航海、火車(chē)、飛機(jī)的照明上已大顯身手。稀土熒光粉改變了彩電紅色不足、亮度差的難題，并在日常照明上也廣為應(yīng)用。稀土磁性材料是現(xiàn)代磁性材料的代表，釤鈷合金磁性能比普通磁體高8倍，且居里溫度高，六十年代已成功的應(yīng)用在大功率磁控管和閘流管上，這種元件是微波站的關(guān)鍵元件。近年研制成功的釹鐵硼合金可代替100噸鐵氧體，是核磁共振成象的首選材料，同時(shí)已在電子表、發(fā)電機(jī)、磁懸軸承陀螺上大量應(yīng)用。這種磁性材料也是航空航海儀表、汽車(chē)、醫(yī)療電器上的重要材料。稀土——過(guò)渡族金屬非晶膜是光磁盤(pán)的優(yōu)質(zhì)材料，1995年西方約生了1000萬(wàn)張。釔鐵柘榴石，釓鎵柘榴石在集成電路和雷達(dá)上有重要應(yīng)用，也是光計(jì)算機(jī)有潛力的材料。 鑭在氫能源中大顯神通氫作為新能源已引起世界普遍重視。隨著新能源的開(kāi)發(fā)利用，各國(guó)都在研制貯氫材料，尤其是鑭和鎳的金屬間化合物（LaNi5），功能十分顯著，可做成體積小、安全可靠、壓力恒定的氫存貯裝置；LaNi5還具有選擇吸收氫氣的性質(zhì)，可作氫的凈化裝置；LaNi5Hx 吸氫時(shí)放熱放氫時(shí)吸熱，可以用作氫制冷器或采暖裝置，對(duì)太陽(yáng)能和地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用具有重要意義。目前，已研制成功的貯氫材料還有La2Mg17和LaNi5Mg15合金，此二者的吸氫能力更強(qiáng)，重量更輕，在工業(yè)上開(kāi)始應(yīng)用，我國(guó)已建成鎳氫電池生產(chǎn)線(xiàn)多處，年產(chǎn)電池百萬(wàn)塊以上，為了提高質(zhì)量趕上世界水平，國(guó)家科委成立了指導(dǎo)小組，集中人力物力開(kāi)發(fā)研究，不久將有較大的發(fā)展。 稀土在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用醫(yī)療部門(mén)早已應(yīng)用稀土元素及其化合物制備藥物，用于治療各種腫瘤、結(jié)核、麻瘋、濕疹、關(guān)節(jié)炎、糖尿病等。某些稀土鹽類(lèi)可作尸體防腐劑。稀土金屬同位素性能的多樣性，除可廣泛應(yīng)用于放射性治療外，還可用作示蹤治療。如由鐿同位素組成的腦掃描藥物和釔鐵柘榴石制劑（作為胃腸照影顯示劑），既安全、簡(jiǎn)便，又不會(huì)造成患者的痛苦，而且可拍攝到比X光機(jī)更清晰的照片，減少輻射損害；由元素銩、鐿、鉅作放射源而制成的透視器械重量輕、體積小、攜帶方便；另外，由稀土元素或其化合物制成的熒光材料，用于骨骼和口腔矯形、假牙固定、稀土磁穴療法等等方面，療效都較好。 我國(guó)稀土農(nóng)用技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先地位我國(guó)稀土農(nóng)用技術(shù)，經(jīng)過(guò)5年聯(lián)合攻關(guān)喜獲重大突破，經(jīng)濟(jì)效益顯著。科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，適時(shí)適量施用稀土化肥，可使小麥、水稻增產(chǎn)8%，水果、蔬菜增產(chǎn)10%，甘蔗、大白菜增產(chǎn)15%，而且還可使甘蔗含糖量增加，大白菜包心率提高，蘋(píng)果、柑桔和葡萄等水果維生素含量增多。一些花卉施用稀土后，開(kāi)花早，花期長(zhǎng)，如福建漳州水仙花使用稀土后出口率猛增25%。更重要的是，施用稀土農(nóng)肥的投資少，成本低，產(chǎn)出大，收益高，一般農(nóng)作物的投資和收益之比約為1：7，經(jīng)濟(jì)作物則達(dá)到1：10。而且施用稀土安全可靠，對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品均無(wú)污染，稀土在林業(yè)、牧業(yè)以及養(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用也在逐漸擴(kuò)大，效果非凡。 稀土美化人民生活種種由于稀土具有的特殊性能，在輕工、紡織行業(yè)也大有用武之地，為美化人民生活作出貢獻(xiàn)。用常規(guī)染色工藝染出的腈綸毛線(xiàn)和絲麻織品，色澤暗淡，手感不豐滿(mǎn)，且容易褪色。而用稀土染色新工藝處理的這類(lèi)產(chǎn)品，不僅色澤鮮艷，光亮柔和，手感豐滿(mǎn)滑爽，色牢度高1-2級(jí)；而且還能提高質(zhì)量，節(jié)約染料，降低成本。用稀土鞣制皮革，可使皮革質(zhì)地柔軟、光澤柔和，制出的皮革制品（手套、皮包、皮箱、皮衣、皮靴等）既美觀、又耐用。采用稀土釉制作的陶瓷工藝品，色澤和諧、典雅美觀，堪稱(chēng)工藝上品。稀土還可參與生產(chǎn)各種變色眼鏡和防護(hù)鏡，稀土用于造紙工藝，可生產(chǎn)出質(zhì)量好的防水紙張。 稀土之鄉(xiāng)——內(nèi)蒙古自治區(qū) 內(nèi)蒙古自治區(qū)的白云鄂博是一個(gè)大型鐵、稀土和鈮的多金屬共生礦，所含稀土礦物以氟碳鈰礦和獨(dú)居石為主。稀土總儲(chǔ)量超過(guò)一億噸，為國(guó)外稀土總儲(chǔ)量的五倍以上，居世界之首，也是我國(guó)稀土原料的主要基地。因而內(nèi)蒙古自治區(qū)有“稀土之鄉(xiāng)”之稱(chēng)。包頭市是我國(guó)稀土生產(chǎn)和科研重鎮(zhèn)。經(jīng)國(guó)家科委批準(zhǔn)在包頭成立了冶金工業(yè)部包頭稀土研究院。該院是全國(guó)最大的稀土專(zhuān)業(yè)綜合性研究機(jī)構(gòu)，是我國(guó)重要的稀土科學(xué)技術(shù)研究、生產(chǎn)、分析檢測(cè)、情報(bào)信息基地。因此，包頭被譽(yù)為“稀土之城”。
責(zé)任編輯：CNMN
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